El cerebro de las libélulas en vuelo

(Crédito: Anthony Leonardo, Janelia Farm Research Campus/HHMI)

Anthony Leonardo, neurocientífico, creó una pequeña mochila para libélulas para el estudio de sus circuitos neuronales y la rapidez de sus conexiones para apresar un mosquito en el aire.

En base a electrodos insertados en el cuerpo y cerebro de la libélula, graban su actividad neuronal y un chip personalizado amplifica la señal y la transmite de forma inalámbrica a una computadora cercana.

Los investigadores lograron una solución adecuada a la alimentación de poder del chip sin añadir demasiado peso y masa para que el insecto pudiera volar, basado en la misma tecnología de las tarjetas de acceso RFID utilizado en muchos edificios de oficina.

Allí, un lector, usualmente un dispositivo cerca de la puerta, emite ondas de radio para crear un campo magnético. Cuando una tarjeta se acerca lo suficiente al lector, el campo magnético induce una corriente que alimenta el chip dentro de la tarjeta, permitiendo la transmisión de un código para abrir la puerta.

Las dos antenas de la mochila de la libélula recoge ondas de radio y alimenta el chip de manera similar. Esto elimina la necesidad de contar con una batería y conserva el peso bajo.

Lograr que las libélulas cazaran y se alimentaran dentro de un laboratorio resultó ser laborioso también, indica Leonardo. En un cuarto de color blanco, las libélulas se agotaban tratando de escapar. El equipo colocó césped, un pequeño estanque, y cubrió las paredes con una escena que evocara una pradera en primavera.

En su experimento, los investigadores liberaron moscas en el ambiente y observaron como las libélulas tomaban a su presa. Se colocaron 18 cámaras infrarrojo de alta velocidad alrededor del cuarto para capturar cada movimiento que la libélula realizaba a medida que se acercaba a su presa y lanzaba su cuerpo hacia arriba, enrollando sus delgadas patas hacia adentro en forma de canasta.

A medida que la libélula caza, la mochila graba las neuronas que se disparan y que se cree juegan un papel crucial en la guía hacia su presa. “Sabemos mucho sobre su anatomía”, dice Leonardo. “Reúnen información a partir de sus partes visuales hacia el cerebro y envían axones hacia las neuronas motoras que mueven las alas”.

La pregunta que fascina a Leonardo es cómo esas neuronas y otras transforman la información a partir de la escena visual en un plan de acción, y la manera en que continuamente actualizan su plan a medida que la libélula y su presa se mueven en el espacio. Todos los animales hacen este tipo de transformación, desde un lanzador en el centro del diamante hasta un león detrás de una gacela. Pero un neurocientífico no puede estudiar con exactitud esas situaciones en un laboratorio.

“La libélula es un medio conveniente, hermoso y elegante para llegar a un fin”, dijo Leonardo.

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